まとめ
解説
光合成は、主に植物の葉にある葉緑体で行われる同化作用です。太陽光をエネルギー源とし、根から吸収した水と気孔から取り込んだ二酸化炭素を原料に、生命活動の基盤となるデンプン（糖）を生成します。この過程で副産物として酸素が放出されます。光合成の速度は、光の強さ、二酸化炭素濃度、温度という3つの環境要因に大きく依存します。
植物は光合成を行う一方で、常に呼吸も行っています。日中の明るい環境では、光合成による二酸化炭素の吸収量が呼吸による放出量を上回るため、見かけ上は二酸化炭素を吸収しているように見えます。この関係は「総光合成量 ＝ 見かけの光合成量 ＋ 呼吸量」という式で表されます。光合成量と呼吸量が等しくなり、外見上のガス交換がゼロになる光の強さを「補償点」と呼び、さらに光を強くしても速度が上がらなくなる限界点を「光飽和点」といいます。
光合成の有無を確認する実験では、ヨウ素液を用いてデンプンの生成を調べます。日光を当てた葉では青紫色に変化しますが、アルミホイルで遮光した部分や、二酸化炭素を除去した環境では反応が起こりません。生成されたデンプンは水に溶けやすい糖に形を変え、師管を通って植物全体へ運ばれます。
生態系における光合成の役割は非常に重要です。密閉された容器の中に水草、エビ、細菌を入れたモデルでは、水草が光合成で酸素と養分を作り、それをエビが利用し、細菌が排出物を分解して再び植物の栄養にするという循環が成り立ちます。地球の歴史においても、シアノバクテリアによる光合成が酸素濃度を上昇させ、オゾン層を形成したことで、生物の陸上進出が可能になりました。
植物が太陽の光を浴びて、自分たちの栄養分を作る仕組みを「光合成」といいます。植物は人間のようにごはんを食べることができませんが、その代わりに葉っぱにある葉緑体という場所で、水と二酸化炭素からデンプンを作って成長しています。
また、植物は栄養を作るだけでなく、私たち人間と同じように「呼吸」もしています。昼間は光合成で酸素をたくさん出していますが、夜になると光合成が止まり、呼吸だけを行うようになります。葉っぱの裏側にある「気孔」という小さな穴から、空気を取り込んだり水分を逃がしたりして、一生懸命生きているのです。
植物の葉っぱが緑色に見えるのは、光合成を行う「葉緑体」が緑色をしているからです。秋になって葉が赤や黄色に変わるのは、冬に備えて光合成をお休みするために、この緑色の成分が分解されるからなんですよ。
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